[新聞] 老鼠腦機器人問世!! 機器戰警將走出電影？

[wxes50608 (本體名)]

http://taiwan.cnet.com/crave/0,2000088746,20131188,00.htm
離攻殼世界又更進一步了……

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英國的瑞汀大學(University of Reading)日前一項研究成果震撼了全球，一個採用生物
活體腦組織--老鼠腦--控制的機器人問世。

這個機器人的腦部擁有10萬個神經元，這項研究能夠幫助研究人員對包括阿茲海默症
(Alzheimer's)和巴金森氏症(Parkinson's)等神經方面的疾病更為了解，同時也讓人們知
道腦如何進行學習與記憶。

瑞汀大學研究團隊包含了Kevin Warwick，他是該校系統工程模控學的主導者，以及Ben
Whalley，本身是藥劑師也是該校藥劑學教授。他們將培養出來的老鼠神經元，透過縫合
的方式組成這台機器人腦部的灰白質，並打造出多重電極陣列(MEA)，將之放在MEA上。

MEA擁有60個電極，藉由MEA與機器人進行溝通。MEA不只是刺激腦部發送電子信號，也同
時接受脈衝訊號，並藉此讓腦部產生反應的電子訊號再發送出去。

根據Kevin Warwick的說法，研究團隊每幾天將一種含有蛋白質的粉紅色液體餵食這些組
織，能夠讓神經保持存活，並使它們獲得成長。24小時它們就會建立連接，一週就能夠產
生類似腦部的活動。如果去刺激一個電極，將會得到反應，藉此就可以來控制機器人本身
。腦以活體的方式生存，故研究人員將其設置在可控制溫度的特製容器中。

腦部輸出的電力將透過MEA來接收，並轉換成超音速聲納傳給機器人，這個聲納訊號會致
使機器人的輪子向前進，或者是向左轉、向右轉，取決於信號的內容。機器人還可以在靠
近物體時傳回信號，以至於機器人本身做出反應來避免碰撞到物體。

藉由目前這套系統，研究團隊能夠教導機器人如何在障礙物之間導航走出來，並教導機器
人如何對特定的訊號產生特別的動作與反應。

根據辨識與研究機器人在障礙物間的自主導航成果，這些研究能夠幫助研究團隊去監控與
觀察腦究竟是如何學習與儲存記憶的。讓人類更了解腦部學習建構的方式，以及腦部記憶
的運作。

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   "Sometimes,Dreams are all that separate us from the machines."

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) 
◆ From: 220.140.15.68
推 DarkerDuck:這個實驗我記得好幾年前就有看過，不過當時他們剛做而
→ DarkerDuck:已，只有辦法連結幾千個腦神經細胞，但是人腦有一千億
→ DarkerDuck:腦神經細胞，所以離電子人腦還很遠吧
→ rexrainbow:因為通訊成本太高了
推 DarkerDuck:通訊還好吧，數位通訊技術早就超過人腦可以處理的極限
→ DarkerDuck:主要還是要搞懂神經網路的輸入模式
推 DarkerDuck:這個研究能夠找到神經網路的刺激訓練模式我覺得蠻屌的
→ DarkerDuck:影片  http://www.youtube.com/watch?v=1-0eZytv6Qk
推 DarkerDuck:http://www.youtube.com/watch?v=1QPiF4-iu6g
→ DarkerDuck:這隻老鼠跑得比較快 XD
推 lseva:有問題想問...這機器人是那些腦細胞自主的下命令控制嗎?
→ lseva:還是事先輸入指令，腦細胞只是協調動作的元件 (代替晶片?)
→ lseva:如果控制用的腦細胞能夠增殖，那就能發展學習能力了
→ lseva:畢竟學習記憶需要神經細胞間連結的改變來形成迴路
推 DarkerDuck:那些動作的確是神經細胞自己經過電擊刺激形成新的突觸
→ DarkerDuck:產生學習的行為，他們應該找到了一種刺激正確行為
→ DarkerDuck:的電擊模式
→ DarkerDuck:因為影片裡提到，每次用新的大腦組織，最後都會產生
→ DarkerDuck:不同的行為模式
→ DarkerDuck:所以不會是預先設定好的
→ rexrainbow:通訊成本指得是通訊(記憶體交換)與運算的成本比例
→ rexrainbow:例如一次記憶體交換可以做幾次計算(運算)
→ rexrainbow:以計算機而言,光是記憶體讀取就相當於好幾千/萬個運算
→ rexrainbow:更不用說是記憶體間的通訊. 詳情可以參考近來熱門的多
→ rexrainbow:心. 目前的電子裝置會有這個問題, 雖然說有新元件(憶
→ rexrainbow:組器)似乎有機會擺脫這個困擾
推 DarkerDuck:大概了解你的意思，記憶體時脈已經落後CPU很多
推 DarkerDuck:但現在討論的是大腦組織，大腦組織的時脈只有200Hz
→ DarkerDuck:http://blog.udn.com/aa0408/2606193
→ DarkerDuck:每秒只會產生200次電脈衝
推 DarkerDuck:現在隨便找條記憶體都有200Mhz，是神經細胞的百萬倍
→ DarkerDuck:其實大腦組織對外頻寬非常有限，人眼也不過五百萬個椎
→ DarkerDuck:狀細胞，而且實際上只有中央窩的部分可以看清楚物體。
→ DarkerDuck:要用500萬畫素的傳輸頻寬錄影以現在的技術不難做到
→ DarkerDuck:聽覺的部分在二十多年前就可以用CD傳輸人耳聽覺極限的
→ DarkerDuck:聲音了
→ DarkerDuck:大腦頻寬假如很大的話，我們也不用反覆慢慢學習了
→ rexrainbow:之所以會提到記憶體間的通訊,是想比較腦神經的神經元
→ rexrainbow:與其他神經元連結的個數(幾千幾萬等等),再比照計算機
→ rexrainbow:如果也做成相同的連結方式,模仿腦神經的行為.
→ rexrainbow:以一個計算機當單位神經元的情況下-
→ rexrainbow:如果計算機s間的通訊(我想這會類似廣播),實在比計算機
→ rexrainbow:本身的運算慢上許多,那效能瓶頸就會在通訊上,此時多快
→ rexrainbow:的計算機頻率都是幫不上忙的.
→ rexrainbow:你也許會想,將所有的神經元模擬都放再同一個計算機/記
→ rexrainbow:憶體上, 那就要同時(在計算機中當然不會是同時的)模擬
→ rexrainbow:上億個神經元.如果計算機的效能能比腦神經快上億倍,這
→ rexrainbow:時才有"可能"說計算機比大腦神經網路快
→ rexrainbow:"人腦有一千億腦神經細胞","時脈只有200Hz"
→ rexrainbow:粗略算也要20G的(單核)計算機來模擬(我算數不太好QQ)
→ rexrainbow:而這只是把每個神經元的行為用1個計算機cycle估計的,
→ rexrainbow:實際上可能要上百個計算機cycles,這還不考慮記憶體的存
→ rexrainbow:取.
→ rexrainbow:"隨便找條記憶體都有200Mhz，是神經細胞的百萬倍"這是
→ rexrainbow:有待商榷的,在於記憶體的頻寬是指一次讀取,假設沒有其
→ rexrainbow:它元件(或演算法)輔助下.一次神經元的資料傳送,給上萬
→ rexrainbow:(假設只有1萬)個神經元-讀取此記憶體1萬次.一秒可以有
→ rexrainbow:2000次讀取.因此在此情況下,記憶體速度是此種神經連結
→ rexrainbow:的2000倍而已
→ rexrainbow:我只是想說明,"目前"的(一般的)計算機並不是快到超越
→ rexrainbow:大腦許多.當然,我不是說神經網路的連結不重要,只是要
→ rexrainbow:讓計算機發揮它的長處,這個神經網路的聯結就不能太複雜
→ rexrainbow:不過還是很感謝你提供的網頁連結,可以讓討論看起來言
→ rexrainbow:之有物.
→ rexrainbow:@@ 我算錯了的樣子, 關於記憶體速度與神經元的比例
推 DarkerDuck:大腦絕對比現在的超級電腦快，只是假如只是要做腦機
→ DarkerDuck:介面，以現在的電子技術，要把外界資訊送入大腦，頻寬
→ DarkerDuck:不會是很大的問題。
→ DarkerDuck:至於大腦的速度比超級電腦快到什麼程度，我晚點再PO文
→ DarkerDuck:或許可這樣說，大腦是用低時脈超多核心(至少一千億個)
→ DarkerDuck:所以當然是比現在的超級電腦還快上非常多
→ rexrainbow:期待~ 快發文吧